阵列信号处理技术在声呐、雷达、无线通信等众多领域具有广泛的应用，是近几十年来得以迅速发展的一个领域。波束形成是阵列信号处理的重要内容之一，其处理过程是对传感器阵列所采集的数据进行线性组合处理得到一个标量波束输出，目的是接收期望方向信号的同时对其他方向的干扰和噪声进行尽可能地衰减。波束形成的加权系数可以是确定后不改变的固定波束形成器，也可以是随应用环境变换不断进行自动调节的自适应波束形成器。Capon波束形成器是一种在期望信号方向向量和噪声协方差矩阵精确已知的情况下，具有很好的分辨能力与干扰抑制能力的自适应波束形成器。但是，当导向向量存在误差时，Capon波束形成器把期望信号误认为是干扰进行抑制，造成阵列输出的信干噪比急剧下降，甚至比常规波束形成器还差。因此，本文对稳健自适应波束形成算法展开了讨论。另外，由于波束域处理可以获得比阵元域中进行处理更好的性能，本文也对波束域预处理技术进行了探讨。最后，结合国防基础科研基金项目，深入研究了稳健波束形成算法的工程实现相关问题。本文的主要研究内容及创新点包括：　　 1.在阵列流形未知时，如果信号与干扰噪声场具有一些特定性质时，基于高阶累积量和CAB类盲波束形成算法可以估计出期望信号方向向量，由于估计的方向向量与真实方向向量有一定的误差，从而影响后续的波束形成器的性能。本文借鉴稳健波束形成器的思想，将基于最差性能最佳化的稳健方法引入这两种盲波束形成算法中，从而改进其稳健性。　　 2.稳健Capon波束形成算法(RCB)的主要运算量集中在特征分解和牛顿迭代法求解方程。通过深入研究RCB算法的求解过程，本文提出了一种简化RCB算法求解的方法，新的求解方法不仅在性能与RCB算法接近，而且更直观地揭示了影响对角加载因子的物理量。　　 3.波束域预处理技术的关键是波束转换矩阵设计，本文提出了基于MVDR的最佳波束转换矩阵设计算法，可以通过二阶锥规划方法对其求解。仿真实验表明，该方法的波束转换矩阵增益能够保证通带无失真，并在干扰位置有较深的零陷，而且阻带的衰减幅度是可以根据用户参数进行控制。　　 4.本文详细分析了RCB算法的运算量、存储器及吞吐量的需求，设计出了基于TMS320C6455为核心的多DSP处理系统。利用湖试数据进行测试表明，该系统能够满足声呐信号处理的数据精度及系统实时性要求。